关键词：static

关键词：static

  

本文是我对C++中关于static（静态类型）的一些理解总结，部分内容摘自《C++ Primer》，错误 不足在所难免，欢迎大家指正^-^

 

主要内容：

一. 面向过程程序设计中的static
   1. 全局静态变量
   2. 局部静态变量
   3. 静态函数（可不是静态成员函数哦）

二. 面向对象程序设计中的static
   1. 静态数据成员
   2. 静态成员函数

 

一. 面向过程程序设计中的static

1. 全局静态变量 

   在全局变量之前加上关键字static，全局变量就被定义成为一个全局静态变量。

   1）内存中的位置：静态存储区（静态存储区在整个程序运行期间都存在）

   2）初始化：未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非

他被显示初始化）

   3）作用域：全局静态变量在声明他的文件之外是不可见的。准确地讲从定义之处开始到文件结尾。
  
   看下面关于作用域的程序：
//testStatic1.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

  

void display();
extern int n;

  

int main()
{
  n = 20;
  cout << n << endl;
  display();
  return 0;
}

  

//testStatic2.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

  

static int n;   //定义全局静态变量，自动初始化为0，仅在本文件中可见

void display()
{
  n++;
  cout << n << endl;
}

 

文件分别编译通过，但link的时候testStatic1.cpp中的变量n找不到定义，产生错误。

 

定义全局静态变量的好处：

<1>不会被其他文件所访问，修改

<2>其他文件中可以使用相同名字的变量，不会发生冲突。

 

2 局部静态变量

  在局部变量之前加上关键字static，局部变量就被定义成为一个局部静态变量。

  1）内存中的位置：静态存储区

  2）初始化：未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非

他被显示初始化）

  3）作用域：作用域仍为局部作用域，当定义它的函数或者语句块结束的时候，作用域随之结束。

  注：当static用来修饰局部变量的时候，它就改变了局部变量的存储位置，从原来的栈中存放改

为静态存储区。但是局部静态变量在离开作用域之后，并没有被销毁，而是仍然驻留在内存当中，直到程序结束，只不过我们不能再对他进行访问。

      当static用来修饰全局变量的时候，它就改变了全局变量的作用域（在声明他的文件之外是不可见的），但是没有改变它的存放位置，还是在静态存储区中。

 

3 静态函数
  在函数的返回类型前加上关键字static，函数就被定义成为静态函数。
  函数的定义和声明默认情况下是extern的，但静态函数只是在声明他的文件当中可见，不能被其

  例如：

//testStatic1.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

 

void display();
void staticDis();

 

int main()
{
  display();
  staticDis();
  renturn 0;
}

 

//testStatic2.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

 

void display()
{
  staticDis();
  cout << "display() has been called " << endl;
}

 

void staticDis()
{
  cout << "staticDis() has been called" << endl;
}

 

文件分别编译通过，但是连接的时候找不到函数staticDis（）的定义，产生错误。

 

定义静态函数的好处：

<1> 其他文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突

<2> 静态函数不能被其他文件所用。

 

存储说明符auto，register，extern，static，对应两种存储期：自动存储期和静态存储期。

 

auto和register对应自动存储期。具有自动存储期的变量在进入声明该变量的程序块时被建立，它在该程序块活动时存在，退出该程序块时撤销。

关键字extern和static用来说明具有静态存储期的变量和函数。用static声明的局部变量具有静态

存储持续期（static storage duration），或静态范围（static extent）。虽然他的值在函数调用之间保持有效，但是其名字的可视性仍限制在其局部域内。静态局部对象在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化。（摘自《C++ Primer》 P337）

由于static变量的以上特性，可实现一些特定功能。

1． 统计次数功能

声明函数的一个局部变量，并设为static类型，作为一个计数器，这样函数每次被调用的时候就可

以进行计数。这是统计函数被调用次数的最好的办法，因为这个变量是和函数息息相关的，而函数可能在多个不同的地方被调用，所以从调用者的角度来统计比较困难。代码如下：

 

#include <stdio>
#include <iostream>
using namespace std;

 

void count();

int main()
{
 int i;
 for (i = 1; i <= 3; i++)
  count();
  return 0;
}

 

void count()
{
 static num = 0;
 num++;
 cout << " I have been called" << num << "times" << endl;
}

输出结果为：
I have been called 1 times.
I have been called 2 times.
I have been called 3 times.

 

二 面向对象程序设计中的static

 

1. 静态数据成员

   1） 内存中的位置：静态存储区

   2） 初始化和定义：

       <1> 静态数据成员定义时要分配空间，所以不能在类声明中定义。

       <2> 静态数据成员在程序中只能提供一个定义，所以静态数据成员的初始化不能在类的头文

件中。

   3)  访问：

       <1> 类对象名.静态数据成员

       <2> 类类型名::静态数据成员

 

   4） 说明：

       a.static数据成员和普通数据成员一样遵public, protected, private 访问规则。

       b.对于非静态数据成员，每个类对象都有自己的拷贝。静态数据成员被当作类的全局对象，

无论这个类的对象被定义了多少个，静态数据成员在程序中也只有一份拷贝，由该类类型的所有对象共享访问。 

   5） 同全局对象相比，使用静态数据成员有两个优势：

       <1> 静态数据成员没有进入程序的全局名字空间，因此不存在与程序中其他全局名字冲突的

可能性。

       <2> 可以实现信息隐藏。静态成员可以是private成员，而全局对象不能。

   6） 应用：

class Account {
    Account( double amount, const string &owner );
    String owner() { return _owner ;}
  private:
    static double _interestRate;
    double _amount;
    string _owner;
};

 

为什把_interestRate声明为static，而_amount和_owner不呢？
这是因为每个Account对应不同的主人，有不同数目的钱，而所有Account的利率却是相同的。

因为在整个程序中只有一个_interestRate数据成员，他被所有Account对象共享，所以把

_interestRate声明为静态数据成员减少了每个Account所需的存储空间。

_interestRate值可能变化，所以不能声明为const。因为_interestRate是静态的，所以它只需要

更新一次我们就可以保证每个Account对象都能访问到更新后的值。要是每个类对象都维持自己的一个拷贝，那么每个拷贝都必须更新，这将导致效率低下和更大的错误可能。

  
  7）静态数据成员的“唯一性”本质（独立于类的任何对象而存在的唯一实例），使他能够以独特

的方式被使用，这些方式对于非static数据成员来说是非法的。

     <1> 静态数据成员的类型可以是其所属类，而非static数据成员只能被声明为该类对象的指针

或引用，例如：

 

class Bar{
  public:
    //...
  private:
    static Bar mem1; //OK
    Bar *mem2;  //OK
    Bar mem3;  //错误
}；

 

     <2> 静态数据成员可以被作为类成员函数的缺省实参，而非static数据成员不可以。例如：

 

extern int var;

class Foo {
  private:
    int var;
    static int stcvar;
  public:
    //错误：被解析为非static的Foo：var
    //没有相关的类对象
    int mem1( int = var );

    //OK：解析为static的Foo：stcvar
    //无需相关的类对象
    int mem2( int = stcvar );

    //OK：int var 的全局实例
    int mem3( int = ::var );
};

 

  8） 类模板的静态数据成员以后讨论^-^

 

2. 静态成员函数

  1） 声明：在类的成员函数返回值之前加上关键字static，他就被声明为一个静态成员函数。静

态成员函数不能声明为const或volatile，这与非静态成员函数不同。

  2） 定义：出现在类体外的函数定义不能指定关键字static。

  3） 作用：主要用于对静态数据成员的操作

  4） 静态成员函数与类相联系，不与类的对象相联系。

  5） 静态成员函数不能访问斐静态数据成员。因为非静态数据成员属于特定的类实例。

  6） 静态成员函数没有this指针，因此在静态成员函数中隐式或显示的引用这个指针都将导致编

译时刻错误。试图访问隐式引用this指针的非静态数据成员也会导致编译时刻错误。

  7） 访问：可以用成员访问操作符(.)和箭头(->)为一个类对象或指向类对象的指针调用静态成员

函数，也可以用限定修饰符名直接访问或调用静态成员函数，而无需声明类对象。

他文件所用。